初学者
10 分钟

使用MCP2542和STM32G071RB革新汽车和工业通信

CAN:赋能嵌入式通信

MCP2542 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

MCP2542 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

体验可靠且高速的数据通信,使用我们先进的CAN收发器,旨在实现在您的网络中实现无缝集成和强大性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MCP2542 Click基于MCP2542WFD,这是一款带有唤醒模式的CAN收发器,来自Microchip。该集成电路支持CAN和最近建立的CAN FD协议,速度高达8Mbps。通过CAN总线的通信是差分的,并通过特征阻抗为120Ω的双绞线执行。CANH和CANL驱动器驱动集成到MCP2542WFD IC中的差分线路。这提供了对电磁干扰的强大鲁棒性和免疫性,通常在汽车系统中观察到。ISO 11898标准将双绞线电缆的信号线定义为网络拓扑结构,由具有CAN总线特征阻抗(120Ω)的终端电阻终止,位于总线的两端 - 以防止信号反射。这个Click板™不需要终端电阻,并且包括CAN总线的附加保护。CAN总线使用两种状态:主导和隐性。当CANH和CANL总线之间的差分电压高于主导状态检测电平(0.9V)时,为主导状态,而低于隐性状态检测电平(0.5V)时为隐性状态。CAN总线

上允许的差分电压范围在-12V至12V之间。TX引脚上的逻辑电平控制CANH和CANL驱动器。TX线上的高逻辑电平会导致CAN总线上的隐性状态,而低逻辑电平会导致CAN总线上的主导状态。TXD线具有内部上拉电阻除了TX和RX线路,CANH和CANL总线也被 (高电平),如果该引脚被悬空,则MCP2542WFD器件会保持在隐性模式下。CAN总线上的主导/隐性状态用于消息优先级仲裁:发送具有较高优先级的信号的节点(二进制消息标识符编号越低,优先级越高)将赢得仲裁,而具有较低优先级的节点将中止传输,等待总线再次可用。CAN总线上的状态在RX引脚上反映:主导状态将RX引脚拉低到低电平,而隐性状态将其拉高到高电平。这个引脚也通过内部上拉电阻连接到电源。MCP2542 Click使用标准的2-Wire UART接口与主机MCU通信,常用的UART 

RX和TX线。这些线路也被路由到Click板旁边的标头,使它们可以与其他设备一起使用。路由到RX和TX标头旁边的标头上。MCP2542WFD支持待机模式。此功能可以通过MODE SEL跳线选择。如果将此跳线设置为STB位置,则将收发器引脚的STBY路由到mikroBUS™插座的STB引脚上,允许MCU对其进行控制。如果跳线设置为ON位置,则直接将其路由到GND,不允许MCP2542WFD设备进入待机模式。最后,Click板上的D-SUB 9母接头直接连接到CAN总线。这个Click板™可以通过VIO SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既可以使用3.3V也可以使用5V能力的MCU正确使用通信线路。此外,这个Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

MCP2542 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

DB9 Cable Female-to-Female (2m) cable 缆是建立可靠的串行数据连接之间设备之间不可或缺的工具。该电缆两端均配备DB9母连接器,可在计算机、路由器、交换机和其他串行设备之间实现无缝连接。长度为2米,为您提供了在安排设置时灵活性,同时又不会影响数据传输质量。这条电缆精心制作,确保了一致可靠的数据交换,适用于工业应用、办公环境和家庭设置。无论是配置网络设备、访问控制台端口还是使用串行外设,这条电缆坚固的结构和牢固的连接器都能保证稳定的连接。使用2米的DB9母-母电缆,简化您的数据通信需求,这是一种旨在轻松高效地满足您串行连接需求的有效解决方案。

MCP2542 Click accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Standby Mode
PC0
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

MCP2542 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G071RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

这个库包含MCP2542 Click驱动程序的API。

关键函数:

  • mcp2542_generic_single_read - 通用的单次读取函数

  • mcp2542_generic_single_write - 通用的单次写入函数

  • mcp2542_generic_multi_write - 通用的多次写入函数

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief Mcp2542 Click example
 * 
 * # Description
 * This application use for comunication.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Driver intialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks if new data byte have received in rx buffer (ready for reading),
 * and if ready than reads one byte from rx buffer. In second case aplication task writes
 * message data via UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mcp2542.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

#define DEMO_APP_RECEIVER
//#define DEMO_APP_TRANSMITER

static mcp2542_t mcp2542;
static log_t logger;

static uint8_t demo_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };


void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    mcp2542_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    mcp2542_cfg_setup( &cfg );
    MCP2542_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    mcp2542_init( &mcp2542, &cfg );

     mcp2542_default_cfg( &mcp2542 );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t tmp;
    
    //  Task implementation.
    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER

       // RECEIVER - UART polling

       tmp = mcp2542_generic_single_read( &mcp2542 );
       log_printf( &logger, "%c\r\n", tmp );
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITER

       // TRANSMITER - TX each 2 sec
       
       mcp2542_generic_multi_write( &mcp2542, demo_message, 9 );
       Delay_ms ( 1000 );
       Delay_ms ( 1000 );
#endif

}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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